Motores Monofásicos de Fase Partida

MOTORES MONOFÁSICOS DE FASE PARTIDA a. Arran Arranque que por resist resistenc encia: ia: Se basa en colocar un bobinado auxiliar desplazado físicamente 90º del principal.  Además se lo construye de conductor conductor más fino y suele tener diferente cantidad de vueltas. Así se le otorga una impedancia diferente al del devanado principal por lo que la su corrient corriente e está desfasad desfasada. a. l devanad devanado o de arranque arranque tiene tiene menos menos vueltas vueltas y consiste en alambre de cobre de menor diámetro que el devanado de marc!a. "or lo tanto# el devanado de arranque tiene alta resistencia y ba$a reactancia. A la inversa# el devanado devanado de marc!a# con más vueltas de alambre más grueso# tiene ba$a resistencia y alta reactancia% pero debido a su impedancia total menor# la corriente en el devanado de marc!a es en general mayor que la correspondiente en el devanado de arranque.

 Al sumar los campos principal y auxiliar se tiene un vector giratorio que describe una elipse. &o es un campo rotante de magnitud constante pero alcanza para impulsar  por sí s'lo al rotor en el arranque. l diagrama esquemático de este tipo de motores se muestra en la figura. l bobinado auxiliar se dise(a con una raz'n )a*+a mayor que la del bobinado principal o de marc!a , -# con ello se logra desfasar la corrientes segn muestra la figura. sta mayor raz'n )a*+a normalmente se logra usando alambre de menor secci'n ,mayor  )a-. /a que el devanado auxiliar es de secci'n peque(a# no puede funcionar por  muc!o muc!o tiempo. tiempo. Se recurre recurre a un interrup interruptor tor centrífu centrífugo go que desconecta desconecta el circuito circuito auxil auxilia iarr una una vez vez que que el rotor rotor alcan alcanza za aprox aproxima imada damen mente te el 01 01 de la veloci velocida dad d asignada. ste sistema se aplica en potencias entre 203 y 2003.

l campo giratorio se forma si se conecta una resistencia activa en serie con el bobinado bobinado auxiliar. +a resistencia activa necesaria se puede formar tambi4n enrollando enrollando

el arrollamiento auxiliar con un !ilo resistente. "ero generalmente se e$ecuta el arrollamiento auxiliar como arrollamiento bifilar. "ara ello se enrolla un tercio del nmero de espiras de la bobina en sentido contrario a las espiras restantes. n el arrollamiento auxiliar bifilar se anula en parte el efecto inductivo# pero se mantiene su resistencia activa. Su par de arranque corresponde aproximadamente al par nominal. +a característica de torque5velocidad típica de estos motores es la mostrada en la figura.

ste tipo de motor tiene un ba$o a moderado torque de partida el que depende de las corrientes y su desfase entre ellas. Se utilizan en el caso de escasa frecuencia de arranque# por e$emplo para compresores de frigoríficos o como motores para quemadores de fuel# en peque(as bombas centrífugas# quemadores de aceite# sopladores y en cualquier otro tipo de cargas que requieran un moderado par de arranque a una velocidad bastante constante.  ste tipo de motor es normalmente de caballa$e fraccionario y como su rotor es peque(o# tiene poca inercia !asta cuando está conectado con la carga. Sin embargo# las principales desventa$as del motor son6 7- su ba$o par de arranque y 8- que# cuando tiene muc!a carga se produce un par elíptico o pulsante que !ace que el rotor emita ruidos preocupantes. "or este motivo# el motor de fase partida se usa en aparatos electrodom4sticos para impulsar cargas que producen ruido# como por e$emplo# quemadores de aceite# pulidores# lavadores de ropa# lavadores de va$illas# ventiladores# sopladores de aire# compresores de aire y bombas de agua peque(as. l control de la velocidad de estos motores es relativamente difícil porque la velocidad síncrona del flu$o rotatorio del estator queda determinada por la frecuencia y el nmero de polos desarrollados en el devanado de marc!a del estator , : 780f*p-. Se debe !acer notar que todos los cambios de velocidad se deben llevar a cabo en límites mayores al que traba$a el interruptor centrífugo y por lo tanto menores que la velocidad sincr'nica% obteniendo un rango muy limitado para el control de velocidad. +a capacidad del devanado de arranque se basa s'lo en traba$o intermitente. Si el interruptor centrífugo se descompone y no puede abrir# por lo general debido a que se pegan los contactos# el calor excesivo que produce el devanado de arranque# de alta resistencia# aumentará de tal manera la temperatura del estator# que finalmente se quemarán ambos devanados.

+os motores de fase partida de me$or dise(o tienen relevadores t4rmicos interconstruidos# conectados en serie con la terminal de la línea# para desconectar el motor del suministro siempre que la temperatura sea muy elevada.

FUNCIONAMIENTO +os motores monofásicos de fase partida tienen solo una fase de alimentaci'n# no poseen campo giratorio como en los polifásicos# pero si tienen un campo magn4tico pulsante# esto impide que se proporcione un torque en el arranque ya que el campo magn4tico inducido en el rotor está alineado con el campo del estator. "ara solucionar  el problema del arranque es que se utiliza un bobinado auxiliar que son dimensionados adecuadamente y posicionados de tal forma que se crea una fase ficticia# permitiendo de esta manera la formaci'n de un campo giratorio necesario en la partida. l arrollamiento auxiliar crea un desequilibrio de fase produciendo el torque y aceleraci'n necesarios para la rotaci'n inicial. ;uando el motor llega a tener una velocidad determinada la fase auxiliar se desconecta de la red a trav4s de una llave que normalmente acta por una fuerza centrífuga ,llave centrífuga-# tambi4n puede darse el caso que es reemplazado por un rel4 de corriente o una llave externa. ;omo el bobinado auxiliar es dimensionado solo para el arranque# si no se desconecta se quemará. Se fabrica !asta 7 ;<. l ángulo de desfasa$e entre las corrientes de los bobinados de traba$o y arranque es reducido# es por 4sta raz'n que 4stos motores tienen un torque de arranque igual al nominal o ligeramente superior al nominal limitando su aplicaci'n a cargas muc!o más exigentes. "ara el caso que nos ocupa# el devanado de arranque ,=A- tiene menos nmero de espiras de alambre fino# por lo que su resistencia es elevada y su reactancia resulta reducida. l devanado de marc!a ,=>-# por lo contrario# tiene muc!as espiras de alambre muc!o más grueso# siendo su resistencia muc!o más ba$a y su reactancia más elevada# es decir# que ante un volta$e referencial# las corrientes que circulan por cada uno de los dos devanados no estarán en fase por las marcadas diferencias en los aspectos constructivos. "or el devanado de marc!a siempre tiende a circular una corriente de mayor magnitud que aquella que circula por el devanado de arranque. Sin embargo# dado el desfase existente entre ambas corrientes y dado el desfase espacial de los dos devanados# al conectar el motor# realmente se generará un campo magn4tico bifásico que permitirá el desarrollo de un torque de arranque resultante no nulo# que a su vez permitirá que el motor parta del reposo. l sentido de aceleraci'n siempre será el mismo sentido en que gire el campo magn4tico giratorio producido por ambas corrientes# de tal forma que# este tipo de motor es considerado como no reversible pero sí inversible ,requiere desconexi'n total de la fuente y Acciones conectivas-.

;on el fin de poder desconectar el devanado de arranque# despu4s de cumplida su funci'n# se !a ideado un interruptor de acci'n mecánica ,?;-# cuyo estado cambia por la acci'n de la fuerza centrífuga. Al arrancar el motor este ?; debe abrirse más o menos cuando el deslizamiento ,s- !aya alcanzado el valor del 82 1. &aturalmente que el ?; permanece cerrado durante el reposo y se abre despu4s de !aber alcanzado un 2 1 ,s: 0.82- de la velocidad nominal por dos razones# a saber6 el torque desarrollado por el campo giratorio en el => es mayor que el torque desarrollado por ambos devanados a un valor de s del 72 1 y por lo tanto# los dos devanados nunca deben permanecer  conectados al alcanzar el motor el @2 1 de la velocidad nominal# al quedar conectado s'lo el =># la corriente total que durante el arranque es igual a la suma fasorial de las dos corrientes# se ve reducida a la corriente circulando nicamente por el =># por lo que# las p4rdidas por efecto oule se verán reducidas. ste ?; puede ser sustituido por interruptor  de estado s'lido ,triac- o por un relevador de contactos magn4ticos. Si al arrancar el motor# el ?; no se abre# el excesivo calor generado por la alta resistencia del =A !ará que la temperatura del estator aumente# pudiendo llegar a quemarse sus devanados. Bal y como ya se afirm'# una vez que el motor acelera y alcanza el 2 1 de su velocidad nominal# el ?; se abre# de tal forma que la corriente tomada de la red disminuye drásticamente# pudiendo comprobarse el funcionamiento normal del ?; !asta con una pinza o ganc!o amperim4trico.

CONCLUSIONES •

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+os motores el4ctricos monofásicos de fase partida son una alternativa para el uso dom4stico# pues su aplicaci'n se ve en la vida cotidiana# como por e$emplo en una vivienda se tienen los electrodom4sticos tales como la licuadora# ventiladores# batidora# extractora# lustradora# aspiradora# etc. l bobinado de traba$o es fabricado a base de un conductor de cobre grueso aislado y de pocas vueltas. Banto el arrollamiento de traba$o como el de arranque están conectados permanentemente en el circuito.

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;uando se alcanza aproximadamente el 21 de su velocidad de r4gimen# el interruptor centrífugo desconecta la bobina de arranque de$ando nicamente la bobina de traba$o en servicio. +os motores monofásicos de fase partida tienen solo una fase de alimentaci'n# no poseen campo giratorio como en los polifásicos# pero si tienen un campo magn4tico pulsante# esto impide que se proporcione un torque en el arranque ya que el campo magn4tico inducido en el rotor está alineado con el campo del estator. +a mayoría de los motores de fase partida están construidos para funcionar a una sola tensi'n de servicio. &o obstante se fabrican tambi4n motores para dos tensiones ,normalmente 772< y 8C0<-. "uesto que la velocidad de cualquier motor asíncrono es funci'n# del nmero de polos del mismo# si se desea variar la velocidad de un motor de fase partida es preciso variar tambi4n su muero de polos. +a mayoría de los motores monofásicos son de efecto t4rmico y sirven de protecci'n contra sobrecalentamientos peligrosos provocados por sobrecargas# fallos en el arranque# y temperatura excesiva. l dispositivo se monta en cualquier  punto apropiado situado en el interior de la carcasa del motor ,normalmente sobre la placa del interruptor centrífugo-# y consiste en un elemento bimetálico conectado en serie con la línea de alimentaci'n.